MATLAB y Simulink para ingeniería de sistemas basada en modelos (MBSE)

Diseñe, analice y pruebe arquitecturas de sistemas y software.

Los ingenieros utilizan la ingeniería de sistemas basada en modelos (MBSE, por sus siglas en inglés) para gestionar la complejidad de los sistemas, mejorar la comunicación y producir sistemas optimizados. La efectividad de la MBSE depende de sintetizar los requisitos de las partes interesadas en forma de modelos de arquitectura para crear descripciones de sistema intuitivas.

MATLAB®, Simulink® y System Composer™ forman en conjunto un único entorno para crear modelos de arquitectura descriptivos que conecten directamente con modelos de implementación detallados. Se trata de un entorno conectado que garantiza que los elementos de los ámbitos de la arquitectura y del diseño permanezcan sincronizados. Los ingenieros de sistemas pueden establecer un hilo digital para navegar entre los requisitos de sistema, los modelos de arquitectura, los modelos de implementación y el software embebido.

Con MATLAB, Simulink y System Composer, puede:

  • Capturar y gestionar los requisitos de sistema y posibilitar el análisis de impacto y cobertura
  • Optimizar las arquitecturas de sistema mediante la captura de metadatos de arquitectura y la conexión directa con los análisis de MATLAB para obtener estudios de compromiso específicos del dominio
  • Crear vistas de modelo personalizadas simplificadas con las que aislar los componentes de interés para diferentes cuestiones de ingeniería
  • Validar los requisitos y verificar las arquitecturas de sistema mediante pruebas basadas en simulación
  • Traducir y refinar los requisitos en arquitecturas con componentes listos para su simulación e implementación utilizando el diseño basado en modelos en Simulink

“Modelar con Simulink es fundamental para el trabajo relacionado con ARP 4754 de nuestro equipo; en concreto, validar los requisitos a nivel de sistema, desarrollar pruebas basadas en requisitos y definir los requisitos de software de bajo nivel que utiliza nuestro proveedor para producir código de vuelo DO-178 Nivel A mediante Simulink y Embedded Coder.”

Rodrigo Fontes Souto, Embraer

Uso de MATLAB y Simulink para ingeniería de sistemas basada en modelos (MBSE)

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Tema destacado: Diseño basado en modelos y flujos de trabajo colaborativos

Desarrolle modelos de arquitectura y gestione los requisitos de sistema

Utilice System Composer para bosquejar intuitivamente sistemas jerárquicos de arquitecturas mediante un enfoque de modelado de componentes, puertos y conectores. Trabaje en el nivel de abstracción que se ajuste a sus necesidades en ese momento e incorpore detalles a medida que los obtenga. Para definir formalmente la información que se intercambia entre los componentes, puede crear interfaces con las que verificar que los datos que se intercambian tengan propiedades compatibles, como tipos de datos, dimensiones o unidades.

Los artefactos de diseño y la información del documento de control de interfaz (ICD, por sus siglas en inglés) existentes se pueden reutilizar importando repositorios y archivos externos a través de una API de MATLAB. Asimismo, puede extraer un modelo de arquitectura a partir de modelos de sistema de Simulink existentes.

Mientras desarrolla los modelos de arquitectura, puede capturar, ver y gestionar directamente los requisitos de sistema mediante Simulink Requirements. Los requisitos de sistema se pueden vincular a diferentes elementos arquitectónicos para establecer un hilo digital que posibilite la trazabilidad de los requisitos y realizar análisis de la cobertura de estos. Los requisitos vinculados mantienen un historial de revisiones que le permite realizar análisis de impacto y comunicar cambios importantes a los equipos dependientes.

Vincule los requisitos de sistema a los modelos de arquitectura para establecer la trazabilidad de los requisitos y realizar análisis de cobertura de estos o análisis de impacto.

Vincule los requisitos de sistema a los modelos de arquitectura para establecer la trazabilidad de los requisitos y realizar análisis de cobertura de estos o análisis de impacto.


Cree vistas personalizadas para gestionar la complejidad arquitectónica y comunicarse con las diversas partes interesadas.

Realice estudios de tradeoff y analice las arquitecturas con vistas

Puede utilizar estereotipos para ampliar sus modelos de arquitectura con datos de diseño específicos del dominio, tales como tamaño, peso, potencia o coste. Los estereotipos en cuestión se pueden agrupar en perfiles que a su vez se pueden aplicar a lo largo de la arquitectura o reutilizarse en otras arquitecturas. Para gestionar la complejidad arquitectónica, puede crear vistas personalizadas con las que aislar los componentes de interés para las diversas partes interesadas o facilitar determinadas actividades de análisis.

Con MATLAB, puede realizar directamente análisis y estudios de tradeoff de la arquitectura. He aquí algunos ejemplos:

  • Acumulación de abajo arriba o asignación de arriba abajo (tamaño, peso, potencia, coste, etc.)
  • Análisis de red o de flujo (latencia de extremo a extremo, trayectoria más corta, flujo de materiales, etc.)
  • Análisis personalizados
  • Estudios de tradeoff (identificación de la solución más aceptable)

Establezca conexiones al diseño basado en modelos en Simulink

Vincule directamente los componentes de la arquitectura a los modelos de Simulink para definir comportamientos mediante el diseño basado en modelos, que consiste en el uso sistemático de modelos a lo largo del proceso de desarrollo. Siguiendo un flujo de trabajo de abajo arriba, se pueden generar automáticamente modelos de Simulink a partir de componentes arquitectónicos. Y, a la inversa, puede crear un componente de arquitectura directamente a partir de un modelo de componentes de Simulink. Vincular los modelos de arquitectura con los modelos de comportamiento de Simulink garantiza que los modelos de arquitectura e implementación permanezcan sincronizados y le permite simular el comportamiento del sistema.


Realice la verificación del sistema para depurar diseños e identificar requisitos incoherentes.

Verificación del sistema

Con la simulación, puede explorar arquitecturas, prototipar componentes y crear especificaciones de componentes, todo ello mientras comprende y refina los comportamientos del sistema en una etapa temprana del proceso de desarrollo. Para escalar este proceso y aplicarlo en sistemas complejos y de gran tamaño, puede automatizar la verificación utilizando conjuntos de pruebas con los que validar los requisitos y verificar iterativamente los comportamientos del sistema a lo largo del proceso de ingeniería de sistemas basada en modelos.

Puede especificar pruebas en el nivel del sistema para comprobar la coherencia y corrección de los requisitos, que pueden utilizar los equipos de implementación dependientes. Puede traducir los requisitos que tienen una lógica de señal compleja y dependiente del tiempo en evaluaciones con una semántica clara y definida que se pueden utilizar para depurar los diseños e identificar requisitos incoherentes.